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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 課題名稱： Q1500半自動(dòng)焊煙凈化設(shè)備設(shè)計(jì) 分 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二○一四年 三月 開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容： 一、課題的研究意義及背景 （1）課題的意義 在焊接操作中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)。如：乙醛、松香酸、異氰酸鹽、氮氧化物、硫化物、碳?xì)浠衔锏?。并在空氣中飛揚(yáng)。它通過(guò)呼吸道侵入到人的肝、肺、心血管及血液中。這些有毒物質(zhì)正嚴(yán)重的吞噬人類的健康。導(dǎo)致許多職業(yè)病的出現(xiàn)。如：肺癌、哮喘、濕疹、支氣管炎、皮膚過(guò)敏、呼吸道感染等等，重則紊亂中樞神經(jīng)，破壞消化系統(tǒng)，導(dǎo)致并發(fā)癥而衰竭死亡。 因此，工業(yè)空氣凈化設(shè)備對(duì)提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)，對(duì)每個(gè)企業(yè)有著重要意義：能保證員工的健康與安全，有利于提高企業(yè)生產(chǎn)利潤(rùn)。 （2）焊接煙霧凈化器的作用 焊接煙霧凈化機(jī)是一款專為工業(yè)焊接煙塵和輕質(zhì)顆粒而設(shè)計(jì)的凈化裝置，它輕巧靈活，操作方便，它同時(shí)廣泛應(yīng)用于化工、電子、金屬加工、煙草、玻璃、制藥、食品加工、凈化室、醫(yī)院等行業(yè)及其它有粉塵、煙霧污染的場(chǎng)所。 金屬在工業(yè)焊接或其他加工處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種有毒有害氣體，LB-JY型焊接煙霧凈化機(jī)焊接煙霧廢氣凈化機(jī)，煙霧中氣體的性質(zhì)和加工特點(diǎn)，我們會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在保障不會(huì)產(chǎn)生二次污染、不影響車間操作，不影響設(shè)備的壽命的前提下，采用多級(jí)凈化裝置，對(duì)焊接煙霧廢氣進(jìn)行凈化處理，既能有效去除焊煙廢氣，又能降解焊煙焦油味和各種有毒有害氣體。 （3）應(yīng)用場(chǎng)所： 電弧焊、CO2保護(hù)焊、MAG保護(hù)焊、特種焊、氣熔割等對(duì)碳鋼、不銹鋼、鋁等金屬焊接時(shí)產(chǎn)生的煙氣處理． （4）焊煙凈化器的分類： 根據(jù)工作原理的不同，焊煙凈化器可分為靜電式焊煙凈化器和機(jī)械式焊煙凈化器。 根據(jù)安裝方式的不同，焊煙凈化器可分為臥式焊煙凈化器和移動(dòng)式焊煙凈化器。 根據(jù)吸氣臂的數(shù)量，焊煙凈化器可分為單臂焊煙凈化器和雙臂焊煙凈化器。 焊煙凈化器的焊煙凈化器的清灰方式有手動(dòng)清灰和脈沖自動(dòng)清灰，比較方便工人作業(yè)。 二、調(diào)研資料的準(zhǔn)備 查閱相關(guān)的外文期刊、外文文獻(xiàn)、學(xué)術(shù)論文及專利等，了解國(guó)內(nèi)外最近關(guān)于包裝機(jī)的資訊；了解機(jī)械原理的基本知識(shí)，了解各種機(jī)構(gòu)在機(jī)械中的作用，為擬定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案做準(zhǔn)備；準(zhǔn)備相關(guān)三維二維繪圖軟件，學(xué)習(xí)Pro/E、CAD繪圖的技巧。 三、設(shè)計(jì)/論文的目的、要求、思路與預(yù)期成果 （一）設(shè)計(jì)的要求： 1、按規(guī)定要求完成文獻(xiàn)閱讀、翻譯和文獻(xiàn)綜述； 2、完成開(kāi)題報(bào)告和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的其他前期工作； 3、對(duì)Q1500半自動(dòng)焊煙凈化設(shè)備設(shè)計(jì)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，了解Q1500半自動(dòng)焊煙凈化設(shè)備的工作原理與過(guò)程，分析其結(jié)構(gòu)方面的要求； 4、依據(jù)總體方案，完成Q1500半自動(dòng)焊煙凈化設(shè)備結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算； 5、按規(guī)定要求完成圖紙和畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 （二）設(shè)計(jì)的思路： ???? 含塵氣體由灰斗上部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入后，在擋風(fēng)板的作用下，氣流向上流動(dòng)，流速降低，部分大顆粒粉塵由于慣性力的作用被分離出來(lái)落入灰斗。含塵氣體進(jìn)入中箱體經(jīng)濾袋的過(guò)濾凈化，粉塵被阻留在濾袋的外表面，凈化后的氣體經(jīng)濾袋口進(jìn)入上箱體，由出風(fēng)口排出。 ??? 隨著濾袋表面粉塵不斷增加，除塵器進(jìn)出口壓差也隨之上升。當(dāng)除塵器阻力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出清灰指令，清灰系統(tǒng)開(kāi)始工作。首先電磁閥接到信號(hào)后立即開(kāi)啟，使小膜片上部氣室的壓縮空氣被排放，由于小膜片兩端受力的改變，使被小膜片關(guān)閉的排氣通道開(kāi)啟，大膜片上部氣室的壓縮空氣由此通道排出，大膜片兩端受力改變，使大膜片動(dòng)作，將關(guān)閉的輸出口打開(kāi)，氣包內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)由輸出管和噴吹管噴入袋內(nèi)，實(shí)現(xiàn)清灰。當(dāng)控制信號(hào)停止后，電磁閥關(guān)閉，小膜片、大膜片相繼復(fù)位，噴吹停止。 （三）預(yù)期成果： （1）英文翻譯：認(rèn)真查閱10篇以上專業(yè)文獻(xiàn)，其中外文資料不少于2篇，并翻譯一篇中文字符2000字以上的外文文獻(xiàn)。 （2）畢業(yè)調(diào)研：開(kāi)題報(bào)告。 （3）完成焊煙凈化器總裝圖設(shè)計(jì)；完成主要零件的設(shè)計(jì)，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1萬(wàn)字以上。完成3張A0圖紙（折合），并要求CAD繪制；總裝圖一張，主要零件圖需要單獨(dú)繪制； （4）撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)；研究的主要內(nèi)容；文字在1萬(wàn)字以上， （5）各部件設(shè)計(jì)成模塊化； 用PRO/E軟件對(duì)整個(gè)設(shè)備建模，自動(dòng)生成三維圖和二維圖。 四、主要參考文獻(xiàn) 相關(guān)課程教材； [1]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.3 [3]郭宏亮主編.機(jī)械原理[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.12 [4]林怡青，謝宋良，王文濤編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.1 [5]顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)Ⅰ[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1 [7]張殿印，王純主編.除塵器手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005-1 [8]金國(guó)淼主編.除塵設(shè)備. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012-10 [9]網(wǎng)絡(luò)上的資料。 指導(dǎo)教師審核意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 Q1500半自動(dòng)焊煙凈化設(shè)備設(shè)計(jì) 摘要 在焊接操作中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)，這些有毒物質(zhì)正嚴(yán)重的吞噬人類的健康，因此，焊煙凈化設(shè)備對(duì)保證員工的健康與安全有著重要意義。 本文根據(jù)現(xiàn)有除塵器的特點(diǎn)和原理，結(jié)合焊煙凈化的要求，設(shè)計(jì)了本焊煙凈化設(shè)備，本凈化設(shè)備由灰斗，濾筒，反吹系統(tǒng)，及風(fēng)機(jī)組成，含塵氣體進(jìn)入除塵器灰斗后，氣流中一部分粗大顆粒在動(dòng)和慣性力作用下沉降在灰斗；粒度細(xì)、密度小的塵粒進(jìn)入濾塵室通過(guò)濾筒過(guò)濾，凈化后的氣體進(jìn)入凈氣室由排氣管經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。當(dāng)除塵器阻力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出清灰指令，清灰系統(tǒng)開(kāi)始工作。 本文所設(shè)計(jì)的凈化設(shè)備，由于采用濾筒過(guò)濾，結(jié)構(gòu)尺寸小，基座上安裝有腳輪，方便移動(dòng)。 關(guān)鍵詞：焊煙凈化 濾筒 反吹系統(tǒng) 清灰 ABSCTACT In the welding operation often will produce some toxic substances, phagocytosis of human health, is a serious of these toxic substances are therefore, welding fume purification equipment is very important to ensure the health and safety of our employees. In this paper, according to the characteristics and principles of existing dust collector, with welding fume purification request, the design of the welding fume purification equipment, purification equipment by the ash hopper, filter cartridge, cleaning system, and a blower fan, the dust laden gas into the dust hopper, a part of coarse particles in the air and inertial force the settlement in the hopper; fine grain size, low density of the dust into the dust filtering chamber through the filter cartridge filter, the purified air enters a clean air chamber by an exhaust pipe through the fan discharge. When the resistance of the dust remover reaches the set value, the control system sends out the cleaning instructions, ash cleaning system began to work. Purification equipment is designed in this paper, the cartridge filter, the structure of small size, base is installed with castor, easy to move. Keywords: welding smoke purifying filter blowback system cleaning 目錄 摘要 I ABSCTACT II 目錄 III 第一章 緒論 1 1.1 課題的意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外除塵技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀 1 1.3 焊煙凈化器的分類 4 第二章 焊煙凈化設(shè)備原理方案擬定 5 2.1 除塵原理 5 2.2 過(guò)濾器材的選擇 6 2.3 清灰方案 7 第三章 動(dòng)力設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 3.1 過(guò)濾風(fēng)速及過(guò)濾面積計(jì)算 9 3.2 濾筒個(gè)數(shù)計(jì)算 9 3.3 氣流上升速度 10 3.4 電機(jī)及風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3.4.1 風(fēng)機(jī)全壓計(jì)算 11 3.4.2 電機(jī)及風(fēng)機(jī)的選用 13 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 16 4.1 灰斗組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4.2 進(jìn)風(fēng)裝置的設(shè)計(jì) 16 4.3中箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.4 上箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.5上箱體橫截面高度 18 4.6 氣包容量的確定 18 4.7 噴嘴直徑及數(shù)量 19 4.8 噴吹短管的設(shè)計(jì) 20 第五章 ProE三維建模 22 5.2.1 箱體建模 24 5.2.2 濾筒建模 25 5.2.3 基座建模 26 5.2.4 蓋板建模 27 5.2.5灰斗建模 27 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 32 第一章 緒論 1.1 課題的意義 在焊接操作中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)。如：乙醛、松香酸、異氰酸鹽、氮氧化物、硫化物、碳?xì)浠衔锏取２⒃诳諝庵酗w揚(yáng)。它通過(guò)呼吸道侵入到人的肝、肺、心血管及血液中。這些有毒物質(zhì)正嚴(yán)重的吞噬人類的健康。導(dǎo)致許多職業(yè)病的出現(xiàn)。如：肺癌、哮喘、濕疹、支氣管炎、皮膚過(guò)敏、呼吸道感染等等，重則紊亂中樞神經(jīng)，破壞消化系統(tǒng)，導(dǎo)致并發(fā)癥而衰竭死亡。 因此，工業(yè)空氣凈化設(shè)備對(duì)提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)，對(duì)每個(gè)企業(yè)有著重要意義：能保證員工的健康與安全，有利于提高企業(yè)生產(chǎn)利潤(rùn)。 1.2 國(guó)內(nèi)外除塵技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀 為了防止粉塵對(duì)人體的危害，世界各國(guó)制定了愈來(lái)愈嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，大力發(fā)展凈化氣體的除塵設(shè)備。袋式除塵器近年來(lái)得到了很快發(fā)展；電除塵器作為高效除塵設(shè)備得到各國(guó)廣泛重視，但它們?cè)趪?guó)內(nèi)外還沒(méi)有得到大量應(yīng)用。 80年代以來(lái)，世界各國(guó)的除塵設(shè)備有了很大的發(fā)展。 （1）對(duì)環(huán)境污染的控制標(biāo)準(zhǔn)趨于嚴(yán)格 粉塵作為對(duì)人體健康及大氣環(huán)境污染的重要有害物，越來(lái)越為人們所重視，因而世界各國(guó)也采取了相應(yīng)的限制措施，其中之一是制定嚴(yán)格的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。 在美國(guó)，1963年頒布了潔凈空氣法(Clean Air Act)以后，于1970年、1975年、1977年多次修訂，1990年修訂和補(bǔ)充的潔凈空氣法經(jīng)國(guó)會(huì)通過(guò)后成為一部目前國(guó)際上最為嚴(yán)格和詳盡的法規(guī)。它的主要內(nèi)容包括確定有害空氣污染物的種類，并將全國(guó)劃分成達(dá)標(biāo)區(qū)，未達(dá)標(biāo)區(qū)(隨污染物不同而不同)，對(duì)后者限期達(dá)標(biāo)，同時(shí)實(shí)行排放許可證制度，此外還有關(guān)于汽車排放、酸雨和臭氧層保護(hù)等有關(guān)條款。 在標(biāo)準(zhǔn)方面，美國(guó)制定了國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(NAAQS),國(guó)家有害污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(NE-SNAPS)以及新污染源性能標(biāo)準(zhǔn)(NSPS)等，這些標(biāo)準(zhǔn)控制了污染物排放，而且愈來(lái)愈趨于嚴(yán)格，例如對(duì)電站，本世紀(jì)初美國(guó)的排放標(biāo)準(zhǔn)是0. 6lb/10^6Btu. 1971年的NSPS規(guī)定為0.116/10^6Btu，而1978年的NSPS進(jìn)一步降低到0. 031b/Btu，僅為本世紀(jì)初的1/20。 在德國(guó)，規(guī)定各種工業(yè)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/m^3，不久前公布的17B1mSchV標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定日平均濃度為l0mg/m^3, 1/2小時(shí)的平均濃度為30mg/m^3。 由于采用了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)粉塵排放量自60年代以來(lái)逐步降低，三十年來(lái)約降低了65%，并有進(jìn)一步的降低趨勢(shì)，而環(huán)境中總懸浮物(TSP)濃度也降低了約65%。 日本對(duì)于通常的燃煤電廠煙氣凈化系統(tǒng)要求其出口粉塵排放濃度小于30mg/Nm^3，而在大城市附近的燃煤電廠，其要求與燃油電廠相似，要求低于10mg/Nm^3。 從以上可以看出，依照發(fā)達(dá)國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，煙囪上已經(jīng)看不見(jiàn)煙塵。 我國(guó)自1973年第一次公布13種物質(zhì)的試行排放標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，各個(gè)工業(yè)部門都相繼制定了本行業(yè)的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。例如，工業(yè)鍋爐的排放標(biāo)準(zhǔn)是按照大氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的一、二、三類地區(qū)來(lái)確定的，1983年的標(biāo)準(zhǔn)(GB3841- 83)分別為200, 400, 600mg/Nm^3, 1992年公布的標(biāo)準(zhǔn)(GB13271一91)對(duì)于1992年8月1日前安裝的分別為200, 300, 400mg/Nm^3，而8月1日以后安裝的則分別為100,250, 350mg/Nm^3，同時(shí)對(duì)SO2的排放濃度也提出了要求。顯然要達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)就需要采用更高效率的除塵設(shè)備。 （2）著眼于對(duì)人體特別有害的粉塵 細(xì)小的粉塵對(duì)人體危害較粗顆粒為大，因此從70年代以來(lái)各國(guó)都著重于研究微細(xì)粉塵(通常稱為微粒)的控制技術(shù)，并提出了許多相應(yīng)的技術(shù)措施。在美國(guó)1992年潔凈空氣法中明確提出對(duì)小于lO微米的粉塵(PM10)進(jìn)行分類。其達(dá)標(biāo)區(qū)與非達(dá)標(biāo)區(qū)是按PM10劃分的。在非達(dá)標(biāo)區(qū)內(nèi)，中等程度的要求在1994年底前達(dá)標(biāo)，再嚴(yán)重的要求在2001年底達(dá)標(biāo)。 毒性粉塵對(duì)人體危害最大，1990年前NESHAPS僅對(duì)7種有毒污物染規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)，其中包括:汞、被、石棉、砷等。但在1990的潔凈空氣法中提出了189種有毒污染物(其中許多是固態(tài)粉塵)，涉及到許多工業(yè)部門，例如燃煤鍋爐的排放物中就有37種之多。1988年美國(guó)這些有毒污染物排放的總量超過(guò)24億磅。 目前對(duì)這些毒物尚未制定標(biāo)準(zhǔn)，潔凈空氣法要求分期分批在10年內(nèi)完成對(duì)這些毒物的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，而在未制定前要求降低90%，對(duì)粉塵要求降低96% 。 德國(guó)對(duì)某些毒物制定了標(biāo)準(zhǔn)，1986年的TA一Lnft標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定第I級(jí)的毒物:Hg, Cd,Ti的總量要小于0.2mg/m^3，第I級(jí)Ag,Co, Ni, Se, T。的總量要小于1. Omg/m3，第.級(jí)Pb, Sb, Cr,Co,Cu,Mn,V,Sn的總量要小于5mg/m'，但是新近頒布的標(biāo)準(zhǔn)17BLmSch V有所提高，規(guī)定Cd,Ti總量小于0. 05mg/m';Sb,As,小于0. 5mg/m3，并且對(duì)DioXius及呋喃的總量規(guī)定為0. OOOOOO1mg/m'。 我國(guó)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工作區(qū)內(nèi)不同毒性的粉塵有著不同的標(biāo)準(zhǔn)，但是在排放標(biāo)準(zhǔn)中尚未得到反映，只是根據(jù)不同工業(yè)、不同工藝規(guī)定了具體的排放標(biāo)準(zhǔn)。 （3）除塵設(shè)備的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大 據(jù)美國(guó)R. W. Meilvaine報(bào)道，1992年全世界的電除塵器及袋式除塵器的市場(chǎng)如表所示。 1992年除塵器的市場(chǎng)(百萬(wàn)美圓) 美國(guó)歐洲/非洲 亞洲 總計(jì) 電除塵器 600 6001200 2400 袋式除塵器 800 700700 2200 合計(jì) 1400 1300 1900 4600 這兩類除塵器的銷售總和為46億美元。兩者的市場(chǎng)相差不大。但是電除塵器在亞洲的市場(chǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于美國(guó)和歐洲，而袋式除塵器則在美國(guó)占首位。 美國(guó)1993年粉塵控制設(shè)備的市場(chǎng)為1.53X 10^9，美元，略高于氣體處理設(shè)備1.456X10^9美元，其中的一個(gè)原因是電廠的煙氣脫硫設(shè)備減少。在空氣污染控制設(shè)備中，電站占第一位，其次是化工，造紙占第3位，石油精煉占第4位，再其次是冶金、水泥、礦山等。 我國(guó)的除塵設(shè)備自80年代以來(lái)也得到很大發(fā)展，全國(guó)生產(chǎn)各類除塵設(shè)備的制造廠約900多家，發(fā)展較快的是電除塵器和袋式除塵器。以電除塵器為例，70年代我們只有1-2個(gè)廠生產(chǎn)電除塵器，而目前電除塵器的生產(chǎn)廠已達(dá)136個(gè)，其中年產(chǎn)值超干萬(wàn)元的20多家。全行業(yè)產(chǎn)值近10億元。到1992年為止已制造電除塵器2800余臺(tái)，特別在電力工業(yè)中1979年全國(guó)僅18臺(tái)電除塵器，占火電廠鍋爐容量的4.8%,而到1989年10年間發(fā)展到165臺(tái)，占29. 96 0 o，目前在200MW及以上的大型發(fā)電機(jī)組已經(jīng)全部采用高效電除塵器。 （4）結(jié)合氣體凈化設(shè)備發(fā)展除塵設(shè)備 由于對(duì)環(huán)境要求的提高，對(duì)有害氣體如SO,, NO:等也要求控制。在國(guó)外發(fā)展較快的一種形式是在噴霧吸收有害氣體的同時(shí)，用電除塵器或袋式除塵器回收其中的固體顆粒，這樣除塵設(shè)備成為氣體凈化系統(tǒng)中的重要組成之一。 近年來(lái)，意大利、日本以及我國(guó)的許多單位，都在開(kāi)展用脈沖供電的電除塵器來(lái)同時(shí)清除煙氣中的so，并取得了較好的效果。 （5）發(fā)展高效除塵器 由于各國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)日趨提高，特別是對(duì)微粒控制的要求越來(lái)越嚴(yán)，致使高效除塵設(shè)備得到特別迅速的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了高效除塵器的研究和開(kāi)發(fā)，其中最為突出的是電除塵器和袋式除塵器。 在發(fā)展高效除塵器的同時(shí)，也出現(xiàn)了多種用不同機(jī)理組合的除塵設(shè)備，如電一袋式除塵器等，但此類除塵器無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都沒(méi)有得到大量應(yīng)用。 1.3 焊煙凈化器的分類 根據(jù)工作原理的不同，焊煙凈化器可分為靜電式焊煙凈化器和機(jī)械式焊煙凈化器。 根據(jù)安裝方式的不同，焊煙凈化器可分為臥式焊煙凈化器和移動(dòng)式焊煙凈化器。 根據(jù)吸氣臂的數(shù)量，焊煙凈化器可分為單臂焊煙凈化器和雙臂焊煙凈化器。 焊煙凈化器的焊煙凈化器的清灰方式有手動(dòng)清灰和脈沖自動(dòng)清灰，比較方便工人作業(yè)。 第二章 焊煙凈化設(shè)備原理方案擬定 2.1 除塵原理 含塵氣體進(jìn)入除塵器灰斗后，由于氣流斷面突然擴(kuò)大及氣流分布板作用，氣流中一部分粗大顆粒在動(dòng)和慣性力作用下沉降在灰斗；粒度細(xì)、密度小的塵粒進(jìn)入濾塵室后，通過(guò)布朗擴(kuò)散和篩濾等組合效應(yīng)，使粉塵沉積在濾料表面上，凈化后的氣體進(jìn)入凈氣室由排氣管經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。 隨著濾袋表面粉塵不斷增加，除塵器進(jìn)出口壓差也隨之上升。當(dāng)除塵器阻力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出清灰指令，清灰系統(tǒng)開(kāi)始工作。首先電磁閥接到信號(hào)后立即開(kāi)啟，使小膜片上部氣室的壓縮空氣被排放，由于小膜片兩端受力的改變，使被小膜片關(guān)閉的排氣通道開(kāi)啟，大膜片上部氣室的壓縮空氣由此通道排出，大膜片兩端受力改變，使大膜片動(dòng)作，將關(guān)閉的輸出口打開(kāi)，氣包內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)由輸出管和噴吹管噴入袋內(nèi)，實(shí)現(xiàn)清灰。當(dāng)控制信號(hào)停止后，電磁閥關(guān)閉，小膜片、大膜片相繼復(fù)位，噴吹停止。 圖2-1 除塵原理 2.2 過(guò)濾器材的選擇 目前市面主要的過(guò)濾器材有濾袋式過(guò)濾器和濾筒式過(guò)濾器： 圖1 濾筒式過(guò)濾器和濾袋式過(guò)濾器 （1）濾料對(duì)比 濾袋濾料：是三維網(wǎng)狀滌綸針刺氈。延伸率達(dá)20%，主要靠纖維纖度阻當(dāng)粉塵，建立一次粉餅層后提高過(guò)濾精度，隨著清灰脈沖氣流使三維壯結(jié)構(gòu)松弛，粉塵易進(jìn)入濾料內(nèi)部。濾料與粉塵易吸潮。濾料厚度為2.5毫米。實(shí)際為深層過(guò)濾。 濾筒濾料：用細(xì)紗連續(xù)長(zhǎng)纖維紡粘聚酯熱軋無(wú)紡布做基布，涂覆高分子微孔塑料燒結(jié)膜，延伸率達(dá)0.5-2%，主要依靠濾料表面的微孔膜來(lái)阻擋粉塵顆粒進(jìn)入濾料的內(nèi)部。燒結(jié)膜濾料具有防水性能布易吸潮。濾料厚度為0.5毫米。起到表面過(guò)濾。 （2）過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)對(duì)比 濾袋結(jié)構(gòu)：圓柱形濾料展開(kāi)是平面的，為實(shí)際面積。列如直徑150mm*2000mm的面積是1平方。濾袋形狀有圓袋和扁袋，安裝時(shí)需要另加籠架支撐，安裝更換麻煩。 濾筒結(jié)構(gòu)：圓柱形濾料展開(kāi)是波浪型。（類似汽車濾芯，濾料硬挺可打摺波紋狀，增加過(guò)濾面積）實(shí)際面積大。列如：150mm*2000mm的過(guò)濾面積是4—5平方，是濾袋面積的4—5倍，濾筒形狀有園柱型和方型。 安裝時(shí)不需要另加籠架，安裝更換方便。 （3）清灰與過(guò)濾精度及阻力 濾袋除塵：以往的濾袋除塵器過(guò)濾風(fēng)速設(shè)計(jì)的偏高，在1.5—2.5m/min，有于迎面速度過(guò)高粉塵極易進(jìn)入濾料內(nèi)部，造成清灰困難，阻力高常在1200Pa—2000 Pa 濾速高阻力大，且濾料松弛易造成濾料透粉，排放超標(biāo)。特別在含濕糊袋的工況超速高阻力易造成濾袋破損。一般過(guò)濾精度大于5微米99.9%。 濾筒除塵：濾筒式除塵器過(guò)濾風(fēng)速常設(shè)計(jì)在0.85 m/min以下（根據(jù)粉塵的細(xì)度定）。迎面風(fēng)速低、表面的高分子燒結(jié)膜、延伸率低。在清灰時(shí)粉塵難以進(jìn)入濾料內(nèi)部，清灰頻率低，阻力上升的慢。阻力常在800-900Pa.。過(guò)濾精度大于1微米99.9%。 （4）除塵器的鋼耗與占地對(duì)比 濾袋除塵：由于單個(gè)濾袋過(guò)濾面積小使袋式除塵器殼體外形大，每平方濾料耗鋼量在20.5公斤。 濾筒除塵：由于單個(gè)濾筒的過(guò)濾面積大，使得濾筒式除塵器殼體外形較小，每平方濾料耗鋼量在8.5公斤。耗鋼量是濾袋除塵器的35—40%。占地面積是濾袋除塵器的60%。有于小的鋼耗節(jié)約了制造周期和安裝周期，獲得了低的制造成本，投資是濾袋式除塵器的80—85%。給除塵器使用企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)場(chǎng)地的空間。使除塵器使用企業(yè)獲得了更大的利益。 綜合以上比較，本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的焊煙凈化設(shè)備要求能移動(dòng)，因此，要求結(jié)構(gòu)更緊湊，重量更輕；因此，采用濾筒式過(guò)濾器材更合理。 2.3 清灰方案 ??? (1) 在線清灰和離線清灰。脈沖袋式除塵器可采用在線清灰和離線清灰兩種方法。在線清灰是指在進(jìn)行脈沖噴吹時(shí),濾袋仍然進(jìn)行含塵氣體過(guò)濾,在線清灰過(guò)濾及清灰時(shí)對(duì)系統(tǒng)波動(dòng)影響小,但清灰不徹底,不能在線檢修。離線清灰是指把除塵器內(nèi)部分成若干個(gè)過(guò)濾室,每個(gè)袋室的凈氣室上獨(dú)立安裝離線閥、氣缸和電磁脈沖閥等壓縮氣控制系統(tǒng),在對(duì)每個(gè)過(guò)濾室進(jìn)行脈沖清灰噴吹前,通過(guò)離線閥首先關(guān)閉這個(gè)袋室,使該濾室在沒(méi)有煙氣過(guò)濾情況下進(jìn)行清灰,因此離線清灰效果更徹底,且能在線檢修,缺點(diǎn)是增加離線機(jī)構(gòu)、造價(jià)高、清灰時(shí)對(duì)系統(tǒng)煙氣波動(dòng)有影響等。 如何選擇在線或離線清灰,應(yīng)視除塵工藝及用戶條件等諸多方面進(jìn)行綜合考慮,對(duì)于小型且入口粉塵濃度低的除塵器,一般采用在線清灰,反之采用離線；對(duì)于大型除塵器一般設(shè)計(jì)為離線結(jié)構(gòu)并具有離線、在線兩種可以切換的清灰功能,當(dāng)工況條件允許不離線清灰時(shí),可切換為在線清灰。 ??? (2) 管式噴吹和箱式噴吹。管式噴吹是在每排濾袋上方設(shè)噴吹管,屬有序噴吹,即通過(guò)管上的噴嘴向每條濾袋內(nèi)噴吹清灰氣流,噴吹孔徑各不相同,保證各條濾袋清灰強(qiáng)度均勻,對(duì)于大型長(zhǎng)袋脈沖除塵器管式噴吹結(jié)構(gòu)大大優(yōu)于箱式噴吹。箱式噴吹不設(shè)噴吹管,屬無(wú)序噴吹,清灰氣流靠脈沖閥直接噴入上箱體并使之增壓,進(jìn)而將能量傳遞至該室每條濾袋以實(shí)現(xiàn)清灰；箱式脈沖噴吹除塵器中,處于不同部位的各條濾袋,清灰強(qiáng)度存在較大差異,且一般氣耗量較大,濾筒長(zhǎng)度受到限制,清灰效果對(duì)離線閥的氣密性依賴較大,所以箱式噴吹多用于中小型除塵器。 基于以上分析，本次設(shè)計(jì)屬于小型移動(dòng)式除塵設(shè)備，采用在線清灰的方法，采用管式噴吹的方法，能使結(jié)構(gòu)更緊湊，成本更低。 第三章 動(dòng)力設(shè)計(jì)與計(jì)算 ?3.1 過(guò)濾風(fēng)速及過(guò)濾面積計(jì)算 本焊煙凈化設(shè)備處理風(fēng)量:18立方/min 根據(jù)已知條件選擇過(guò)濾風(fēng)速 一般的過(guò)濾風(fēng)速的選擇范圍是在0.8~1.5m/min 此時(shí)根據(jù)除塵設(shè)備大小和濾帶選擇風(fēng)速,本設(shè)計(jì)選擇的是1m /min 根據(jù)過(guò)濾風(fēng)速和處理風(fēng)量計(jì)算過(guò)濾面積 公式為：S=Q/V V---------過(guò)濾風(fēng)速 S---------過(guò)濾面積 Q---------處理風(fēng)量 計(jì)算后得S=Q/V=10/1=18平方米 3.2 濾筒個(gè)數(shù)計(jì)算 濾筒的過(guò)濾面積的選擇濾筒過(guò)濾面積是指濾筒上濾材展開(kāi)的有效面積。當(dāng)我們把濾筒垂直布置時(shí)，濾筒越高對(duì)節(jié)約整體成本越有利。但濾筒過(guò)高，清灰會(huì)較困難，目前國(guó)際上一般最長(zhǎng)的濾筒也是2米。如果除塵器進(jìn)口粉塵濃度越高，濾材折疊數(shù)可選少一點(diǎn)，折寬選淺一點(diǎn)，即過(guò)濾面積少一點(diǎn)，這樣更有利于清灰。對(duì)于濾筒式除塵器過(guò)濾風(fēng)速一般為0.6～1.8m/min。最理想的過(guò)濾風(fēng)速為0.9m/min。當(dāng)粉塵濃度較高時(shí)，可以考慮選擇較低的過(guò)濾風(fēng)速，降低了過(guò)濾風(fēng)速有利于提高除塵器的過(guò)濾效率，延長(zhǎng)濾筒使用壽命，降低工作阻力，改善通風(fēng)性能。但除塵器造價(jià)有所提高，但在有些特殊情況下，濾筒除塵器的過(guò)濾風(fēng)速也可選到3m/min以上。 濾筒有效過(guò)濾面積計(jì)算公式： A=L×2×N×M A-過(guò)濾面積m2 L-濾材褶皺寬度m N-濾材褶皺數(shù)量（個(gè)） M-濾筒高度m 本次設(shè)計(jì)所選濾筒為美國(guó)進(jìn)口Ultra-Web FR型帶阻燃功能濾筒，規(guī)格為為：350mm/250mm/660mm的濾筒，褶皺寬度為：0.04m，褶皺數(shù)為170個(gè)，N-濾材褶皺數(shù)量為2個(gè) A=0.04×2×170×0.66=8.97M2 ?所需濾筒個(gè)數(shù) K=S/A=18/8.97=2.0 取為2個(gè)。 3.3 氣流上升速度 ??? 在除塵器內(nèi)部,濾袋低端含塵氣體能夠上升的實(shí)際速度,就是氣流上升速度。氣流上升速度的大小對(duì)濾袋被過(guò)濾的含塵氣體磨損及因脈沖清灰而脫離濾袋的粉塵隨氣流重新返回除塵布袋表面有重要影響。氣流上升速度是除塵器內(nèi)煙氣不應(yīng)超過(guò)的最大速度,達(dá)到和超過(guò)這個(gè)速度,煙氣中的顆粒物就會(huì)磨壞濾筒或帶走粉塵,甚至導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行阻力偏大。 除塵器氣流上升速度按下式計(jì)算: ?????????? Vk = Sa?Vc/S ? 式中　 Vk———除塵器氣流上升速度,m/min; ???????? ?Sa———濾筒過(guò)濾面積,m2; ????????? Vc———過(guò)濾速度,m/min; ????????? S ———濾筒口的截面積,m2。 計(jì)算 Vk = Sa?Vc/S =18×1/0.08 =112s/min 3.4 電機(jī)及風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.4.1 風(fēng)機(jī)全壓計(jì)算 風(fēng)機(jī)全壓是配風(fēng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，由于空氣流動(dòng)是依靠見(jiàn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的抽吸作用產(chǎn)生的。因此，風(fēng)機(jī)全壓的計(jì)算尤其重要。風(fēng)機(jī)全壓Pw的計(jì)算包括：吸風(fēng)罩和吸風(fēng)管的總壓力損失Pwl；過(guò)濾筒的壓力損失，Pw2，設(shè)備出風(fēng)品的壓力損失Pw3；機(jī)外必要的余壓Pw4。 吸風(fēng)罩及吸風(fēng)管的總壓力損失 式中 ——沿程壓力損失， ——沿程阻力系數(shù)，根據(jù)已知條件，查文獻(xiàn)【8】，=0.013 ——空氣密度=1.293kg/m3 ——局部壓力損失，局部壓力損失由90度彎形引起。 式中 ——吸風(fēng)罩局部壓力損失 ——彎形局部壓力損失 ——吸風(fēng)罩局部壓力損失系數(shù)，根據(jù)已知條件， ——彎形局部壓力損失系數(shù) 過(guò)濾筒的壓力損失由文獻(xiàn)【8】可知，取最大時(shí)的數(shù)值，； 設(shè)備出風(fēng)口的壓力損失取；機(jī)外必要的余壓取，則風(fēng)機(jī)全壓 3.4.2 電機(jī)及風(fēng)機(jī)的選用 除塵器的工作機(jī)理是含塵煙氣通過(guò)過(guò)濾材料,塵粒被過(guò)濾下來(lái),過(guò)濾材料捕集粗粒粉塵主要靠慣性碰撞作用,捕集細(xì)粒粉塵主要靠擴(kuò)散和篩分作用,濾料的粉塵層也有一定的過(guò)濾作用。 ??? 處理風(fēng)量決定著袋式除塵器的規(guī)格大小。一般處理風(fēng)量都用工況風(fēng)量。設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意除塵器使用場(chǎng)所及煙氣溫度,若袋式除塵器的煙氣處理溫度已經(jīng)確定,而氣體又采取稀釋法冷卻時(shí),處理風(fēng)量還要考慮增加稀釋的空氣量；考慮今后工藝變化,風(fēng)量設(shè)計(jì)指值在正常風(fēng)量基礎(chǔ)上要增加5%～10%的保險(xiǎn)系數(shù),否則今后一旦工藝調(diào)整增加風(fēng)量,袋式除塵器的過(guò)濾速度會(huì)提高,從而使設(shè)備阻力增大,甚至縮短濾袋使用壽命,也將成為其他故障頻率急劇上升的原因,但若保險(xiǎn)系數(shù)過(guò)大,將會(huì)增加除塵器的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；過(guò)濾風(fēng)速因袋式除塵器的形式、濾料的種類及特性的不同而有很大差異,處理風(fēng)量一經(jīng)確定,即可根據(jù)確定的過(guò)濾風(fēng)速來(lái)決定所必須的過(guò)濾面積。 ??? 袋式除塵器的使用溫度是設(shè)計(jì)的重要依據(jù),使用溫度與設(shè)計(jì)溫度出現(xiàn)偏差,會(huì)釀成嚴(yán)重后果,因?yàn)闇囟仁芟率鰞蓚€(gè)條件所制約: 一是不同濾料材質(zhì)所允許的最高承受溫度(瞬間允許溫度和長(zhǎng)期運(yùn)行溫度)有嚴(yán)格限制；二是為防止結(jié)露,氣體溫度必須保持在露點(diǎn)20℃以上。對(duì)高溫氣體,必須將其冷卻至濾料能承受的溫度以下,冷卻方式有多種,較為典型的有自然風(fēng)管冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷等,具體可按不同的工藝及冷卻溫度、布置尺寸要求等進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。 ??? 除特殊情況外,袋式除塵器所處理的氣體,多半是環(huán)境空氣或爐窯煙氣,通常情況下袋式除塵器的設(shè)計(jì)按處理空氣來(lái)計(jì)算,只有在密度、黏度、質(zhì)量熱容等參數(shù)關(guān)系到風(fēng)機(jī)動(dòng)力性能和管道阻力的計(jì)算及冷卻裝置的設(shè)計(jì)時(shí),才考慮氣體的成分。在許多工況的煙氣中多含有水分,隨著煙氣中水分的增加,袋式除塵器的設(shè)備阻力和風(fēng)機(jī)能耗也隨之變化。含塵氣體中的含水量,可以通過(guò)實(shí)測(cè)來(lái)確定,也可以根據(jù)燃燒、冷卻的物質(zhì)平衡進(jìn)行計(jì)算。煙氣中有無(wú)腐蝕性氣體是決定濾料、除塵器殼體材質(zhì)及防腐等選擇所必須考慮的因素。另外,若煙氣中有有毒氣體,一般都是微量的,對(duì)裝置的性能沒(méi)有多大影響,但在處理此類含塵煙氣時(shí),袋式除塵器必須采用不漏氣的結(jié)構(gòu),而且要經(jīng)常維護(hù),定期檢修,避免有毒氣體泄露造成安全事故。 基于以上分析及上面計(jì)算， 電機(jī)選用YB2系列三相異步電動(dòng)機(jī)。電機(jī)功率為1.1KW。 參考額定處理風(fēng)量及所計(jì)算風(fēng)機(jī)全壓，風(fēng)機(jī)選用CF-2A-1型離心風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)參數(shù)為： 風(fēng)量：2258m3/h 全壓：1150Pa 3.5 選型電磁閥 根據(jù)脈沖閥廠家還提供關(guān)于噴吹氣量、工作壓力與噴吹脈寬的曲線圖。注意噴吹氣量是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量，不是工作壓力下的氣量。我們可以將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量轉(zhuǎn)換成工作狀態(tài)下的氣量設(shè)計(jì)計(jì)算。 一般常用的電磁閥廠家有澳大利亞高原、SMC、等等。 本設(shè)計(jì)選擇的是澳大利亞GOYEN的電磁脈沖閥。本次選的GOYEN的電磁閥的幾個(gè)參數(shù)很重要 MM型淹沒(méi)式電磁脈沖閥 1).閥門標(biāo)稱尺寸 有三種? ?25/40/76 對(duì)應(yīng)的口內(nèi)徑尺為 25mm/40mm/76mm??換成英尺為1"/1.5"/3" 2).流動(dòng)系數(shù)Cv 相對(duì)上述三種尺寸的Cv 值為30/51/416 3）脈沖長(zhǎng)度0.15sec(可以理解為膜片打開(kāi)到關(guān)閉的時(shí)間） 電磁閥的吐出流量 （1）選用GOYEN??Φ40mm電磁閥 Q----------吐出流量 Cv---------流動(dòng)系數(shù) P1---------表壓（就是氣包上壓力表值，低壓為0.4MPa以下，超過(guò)0.4算高壓，此處選3kg/cm2,即0.3MPa) G----------氣體比重（這個(gè)可以無(wú)視，常溫下空氣比重為1.14） =28442.8/min =474.1/sec =71.1/0.15sec （2）壓力容器的必要容積（這里就是算氣包的直徑和長(zhǎng)度） 能夠吐出71/0.15sec的壓力容器的流量 V=Q/（P1-P2） V----------流量 P1---------清灰前壓力 P2---------脈沖清灰后的壓力（這個(gè)根據(jù)工況確定，本人選1.5） V=71100/1.5kg=47.41L 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 焊煙除塵設(shè)備屬于小型除塵設(shè)備，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上講究結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，方便移動(dòng)，生產(chǎn)制造成本低。 4.1 灰斗組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 灰斗上部與中箱體相連，設(shè)計(jì)灰斗，除根據(jù)工藝要求確定灰斗的容積和下灰口尺寸外，灰斗組件同其后介紹的進(jìn)風(fēng)裝置、中箱體和上箱體一樣，是屬于負(fù)壓裝置。為防止發(fā)生被細(xì)癟（凹陷）的現(xiàn)象?；叶繁诎宓暮穸纫话銥?mm。本設(shè)計(jì)中，灰斗采用抽屜式結(jié)構(gòu)。 圖4-1 灰斗 4.2 進(jìn)風(fēng)裝置的設(shè)計(jì) 對(duì)進(jìn)風(fēng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般采用5mm厚度的16Mn鋼板制作。此外，進(jìn)風(fēng)裝置的合理布置也很重要：應(yīng)保證煙塵在經(jīng)過(guò)進(jìn)風(fēng)裝置時(shí)，煙氣流向合理，對(duì)管壁的沖刷降低到最低。 為防止高濃度含塵煙氣對(duì)中箱體內(nèi)濾袋及壁板的沖刷，煙氣離開(kāi)進(jìn)風(fēng)裝置，通過(guò)矩形進(jìn)風(fēng)管的風(fēng)速一般控制在4m/s以下。 圖4-2 進(jìn)風(fēng)口 4.3中箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中箱體由若干件壁板連接后連續(xù)焊接而成。中箱體壁板一般采用厚度為5mm的普通鋼板制造。在靠近中箱體中間部位有斜隔板組件，負(fù)責(zé)將塵氣室和凈氣室隔離開(kāi)。中箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是考慮壁板的耐負(fù)壓程度和斜隔板的耐負(fù)壓程度。一般采用5mm厚鋼板。 4.4 上箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上箱體在整個(gè)除塵器的設(shè)計(jì)中是屬于關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)，它的設(shè)計(jì)好壞直接關(guān)系到除塵器能否正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)上箱體時(shí)，應(yīng)考慮到孔在上箱體內(nèi)的合理布置、上箱體橫截面高度、離線孔的大小及方位。在有內(nèi)旁通的情況下，還要考慮到離線孔與內(nèi)旁通孔的位置關(guān)系。當(dāng)然，對(duì)上箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的驗(yàn)算也是同等的重要。 圖4-3 上箱體 4.5上箱體橫截面高度 對(duì)上箱體橫截面高度進(jìn)行控制，主要是保證凈化后的氣體在通過(guò)上箱體內(nèi)部空間時(shí)，氣流流向均衡，不會(huì)發(fā)生由于上箱體截面太小而造成氣流阻力太大，甚至造成風(fēng)機(jī)吸力不夠、無(wú)法正常工作的情況發(fā)生。 根據(jù)多年來(lái)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)上箱體橫截面的風(fēng)速不應(yīng)當(dāng)超過(guò)3m/s。因此，上箱體橫截面為 1500*988mm . 4.6 氣包容量的確定 氣包的工作最小容量為單個(gè)脈沖閥噴吹一次后，氣包內(nèi)的工作壓力下降到原工作壓力的70%。在進(jìn)行氣包容量的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按最小容量進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定氣包的最小體積，然后在此基礎(chǔ)上，對(duì)氣包的體積進(jìn)行擴(kuò)容。氣包體積越大，氣包內(nèi)的工作氣壓就越穩(wěn)定。我們也可以先設(shè)計(jì)氣包的規(guī)格，然后用最小工作容量進(jìn)行校正，設(shè)計(jì)容量要大于（最好遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于）最小工作容量，一般來(lái)說(shuō)，氣包工作容量為最小容量的2～3倍為好。 本設(shè)計(jì)中，氣包容量為80L， 圖4-4 氣包 4.7 噴嘴直徑及數(shù)量 噴嘴直徑及噴嘴數(shù)量是整個(gè)噴吹管設(shè)計(jì)的核心。在脈沖閥型號(hào)確定后的情況下，噴嘴數(shù)量不能無(wú)限制增多，它要受到噴吹氣量、噴吹壓力及噴吹濾袋長(zhǎng)度等各類因素的綜合影響。目前，3寸脈沖閥所帶領(lǐng)的噴嘴數(shù)量建議最多不要超過(guò)20只（一般來(lái)說(shuō)，16只以下比較合適）。根據(jù)澳大利亞高原公司和國(guó)內(nèi)上海袋配等知名廠家的多年試驗(yàn)，在中壓噴吹的狀態(tài)下，噴吹管上所有噴嘴口徑的面積之和應(yīng)該為噴吹管內(nèi)徑的60～80%，即： （60～80%）A噴吹管=nA噴嘴。 應(yīng)當(dāng)注意，靠近脈沖閥側(cè)的噴嘴比遠(yuǎn)離脈沖閥側(cè)的噴嘴口徑大0.5～1mm（澳大利亞高原公司建議），這樣設(shè)計(jì)的目的，是要保證噴吹管上所有噴嘴噴射出的壓縮氣流均衡（壓縮氣量和壓力的差別控制在10%以內(nèi)）。 若采用低壓噴吹，噴嘴口徑還要進(jìn)一步加大2～3mm。 圖4-5 噴嘴 4.8 噴吹短管的設(shè)計(jì) 噴吹短管的作用是導(dǎo)向和引流（誘導(dǎo)噴嘴周圍的數(shù)倍于噴吹氣流的上箱體內(nèi)凈氣流一同對(duì)濾袋進(jìn)行噴吹清灰）。根據(jù)澳大利亞高原控制有限公司的多年噴吹試驗(yàn)，高速脈沖噴吹氣流通過(guò)噴嘴后，氣流沿噴吹軸線成20°角度（0.3Mpa的工作壓力下）向軸線周圍超音速膨脹（擴(kuò)散錐形角為40°）。還有些時(shí)候，由于噴吹管上噴嘴的加工制造有缺陷，造成噴嘴略微歪向一邊。這樣，當(dāng)噴吹氣流通過(guò)噴嘴后，將不會(huì)垂直于噴吹管，產(chǎn)生吹偏現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題，便引入了噴吹短管的概念（有些除塵設(shè)備制造廠家稱其為導(dǎo)流管）。 澳大利亞高原公司提供的噴吹短管的規(guī)格：在使用3寸脈沖閥時(shí)，建議采用φ36×3的圓管，長(zhǎng)度L=50mm。在遠(yuǎn)離噴吹管一段距離20mm處，鉆一φ20通孔（初次誘導(dǎo)氣流與輔助糾偏）。噴吹短管與噴吹管間點(diǎn)焊固定即可。需要特別注意的是，噴吹短管與噴嘴的同軸度至少應(yīng)控制在φ2內(nèi)。 第五章 ProE三維建模 5.1 ProE三維軟件建模的一般過(guò)程 Pro/E是全方位的3D產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件包，和相關(guān)軟件Pro/DESINGER（造型設(shè)計(jì)），Pro/MECHANICA（功能仿真），集合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開(kāi)發(fā)、加工制造、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能，從而使用戶縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)間并簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)的流程；國(guó)際上有27000多企業(yè)采用了Pro/E軟件系統(tǒng)，作為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 Pro/E軟件包的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過(guò)一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。Pro/E能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。 Pro/E軟件包括： Pro/3DPAINT(3D建模)、 Pro/ANIMATE(動(dòng)畫模擬)、 Pro/DESIGNER(概念設(shè)計(jì))、Pro/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成)、Pro/PERSPECTA-SKETCH（圖片轉(zhuǎn)三維模型）、Pro/PHOTORENDER(圖片渲染)幾個(gè)子模塊。 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實(shí)際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如圖1中的摩托車輪轱，這些稱為自由曲面。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。用 Pro/E生成曲面僅需2步～3步。Pro/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多，因此Pro/E可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。 它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來(lái)使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標(biāo)準(zhǔn)。包括：Pro/ASSEMBLY（實(shí)體裝配）、Pro/CABLING（電路設(shè)計(jì)）、Pro/PIPING（彎管鋪設(shè)）、Pro/REPORT（應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、ProSCAN-TOOLS（物理模型數(shù)字化）、Pro/SURFACE（曲面設(shè)計(jì)）、Pro/WELDING（焊接設(shè)計(jì)）。 功能仿真(CAE)模塊主要進(jìn)行有限元分析。我們中國(guó)有句古話：“畫虎畫皮難畫骨，知人知面不知心”。主要是講事物內(nèi)在特征很難把握。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上，便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。著名的可口可樂(lè)公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近20％，而其功能絲毫不受影響，僅此一項(xiàng)就取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。 包括：Pro/FEM~POST（有限元分析）、Pro/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定義載荷輸入）、Pro/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序連接）、Pro/MECHANICA MOTION（指定環(huán)境下的裝配體運(yùn)動(dòng)分析）、Pro/MECHANICA THERMAL（熱分析）、Pro/MECHANICA TIRE MODEL（車輪動(dòng)力仿真）、Pro/MECHANICA VIBRATION（震動(dòng)分析）、Pro/MESH （有限元網(wǎng)格劃分）。 Pro/E建模的一般過(guò)程 特征造型是幾何造型技術(shù)的發(fā)展，它對(duì)諸如零件形狀、尺寸、工藝、功能等相關(guān)信息的綜合描述更直觀和更具工程含義。基于特征的造型系統(tǒng)一般先將大量的標(biāo)準(zhǔn)特征或用戶自定義特征存入數(shù)據(jù)庫(kù)，在設(shè)計(jì)階段調(diào)用特征庫(kù)中的特征作為基本造型單元進(jìn)行建模，再逐步輸入幾何信息、工藝信息，建立零件的特征數(shù)據(jù)模型，并將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)?；谔卣鞯脑煨头椒ù蟠蟮靥岣吡嗽O(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員可方便地進(jìn)行特征的合法性、相關(guān)性檢查，便于組織復(fù)雜的特征。特征建模過(guò)程實(shí)際上是一系列特征的累加過(guò)程。 在三維建模中主要有以下3種特征： (1)實(shí)體特征　它是構(gòu)建三維模型的基本單元和主要設(shè)計(jì)對(duì)象。實(shí)體特征可以是正空間特征(如實(shí)體的突出部分)，也可以是負(fù)空間特征(如實(shí)體上的孔、槽等)。在Pro/E中，根據(jù)建模方式和原理的差異，把實(shí)體特征進(jìn)一步分為基礎(chǔ)特征和工程特征基礎(chǔ)特征是三維模型設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，包括拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、掃描特征和混合特征等。工程特征是在基礎(chǔ)特征上的附加特征，它的創(chuàng)建依賴于已存在的基礎(chǔ)特征，是有一定工程應(yīng)用價(jià)值的特征，包括孔特征、肋特征、倒角特征和拔模特征等。 (2)曲面特征　它是一種沒(méi)有質(zhì)量和體積的幾何特征，對(duì)曲面的精確描述比較復(fù)雜，在目前三維造型中通常采用“B樣條曲線”為基礎(chǔ)，通過(guò)曲率分布圖對(duì)曲線進(jìn)行編輯，進(jìn)而得到高質(zhì)量的曲面造型曲面特征主要用于產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、外形設(shè)計(jì)和逆向工程等設(shè)計(jì)領(lǐng)域。 (3)基準(zhǔn)特征　指參數(shù)化設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)曲線、基準(zhǔn)平面和坐標(biāo)系等。一般來(lái)說(shuō)，基準(zhǔn)特征主要用于輔助三維模型的創(chuàng)建。 利用Pro/E建模首先從整體研究將要建模的零件，分析其特征組成，明確不同特征之間的關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系，確定零件特征的創(chuàng)建順序，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建模、添加工程特征等設(shè)計(jì)。通過(guò)二維平面草繪圖的旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描和混合等工具來(lái)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體模型的構(gòu)建。Pro/E三維模型將線框、曲面和實(shí)體三者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)整體，整個(gè)建模過(guò)程是基于特征為基本單位的參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程。其中參數(shù)包括幾何參數(shù)和尺寸參數(shù)。幾何參數(shù)確定了實(shí)體特征基本位置的固定關(guān)系，尺寸參數(shù)決定了產(chǎn)品外觀尺寸和相對(duì)距離。利用參數(shù)可以準(zhǔn)確控制和修改所建立的三維模型。 Pro/E建模的一般過(guò)程如下： (1) 建立或選取基準(zhǔn)特征作為模型空間定位的基準(zhǔn)：如基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)坐標(biāo)系等。建立每個(gè)實(shí)體特征時(shí)，都要利用基準(zhǔn)特征作為參照; (2) 建立基礎(chǔ)實(shí)體特征：拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合等; (3) 建立工程特征：孔、倒角、肋、拔模等; (4) 特征的修改：特征陣列、特征復(fù)制等編輯操作； 5.2 ProE三維零件建模 5.2.1 箱體建模 箱體建模主要利用拉伸，抽殼等命令，創(chuàng)建出如下箱體焊接件。 圖5-1 外筒 5.2.2 濾筒建模 箱體建模主要利用拉伸，旋轉(zhuǎn)等命令，創(chuàng)建出如下濾筒組件。 圖5-2 濾筒 5.2.3 基座建模 基座建模主要利用旋轉(zhuǎn)等命令，打孔命令，創(chuàng)建出如下離心風(fēng)機(jī)基座。 圖5-3 基座 5.2.4 蓋板建模 蓋板建模主要利用旋轉(zhuǎn)等命令，拉伸命令創(chuàng)建，創(chuàng)建出如下蓋板。 圖5-4 蓋板 5.2.5灰斗建模 灰斗建模主要利用拉伸命令，抽殼命令，創(chuàng)建出如下抽屜式灰斗。 圖5-5 抽屜式灰斗 5.3 Pro/E三維虛擬裝配 　虛擬裝配是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了更好地幫助進(jìn)行與裝配有關(guān)的設(shè)計(jì)決策，在虛擬環(huán)境下對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行裝配關(guān)系分析的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)．它結(jié)合面向裝配設(shè)計(jì)(DesignForAssembly，DFA)理論和方法，基本任務(wù)就是從設(shè)計(jì)原理方案出發(fā)在各種因素制約下尋求裝配結(jié)構(gòu)的最優(yōu)解，由此擬定裝配草圖．它以產(chǎn)品可裝配性的全面改善為目的，通過(guò)模擬試裝和定量分析，找出零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不適合裝配或裝配性能不好的結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行設(shè)計(jì)修改．最終保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品從技術(shù)角度來(lái)講裝配是合理可行的，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講應(yīng)盡可能降低產(chǎn)品總成本，同時(shí)還必須兼顧人因工程和環(huán)保等社會(huì)因素． 圖5-6 總裝圖 結(jié)論 在焊接操作中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)。如：乙醛、松香酸、異氰酸鹽、氮氧化物、硫化物、碳?xì)浠衔锏?。并在空氣中飛揚(yáng)。它通過(guò)呼吸道侵入到人的肝、肺、心血管及血液中。這些有毒物質(zhì)正嚴(yán)重的吞噬人類的健康。導(dǎo)致許多職業(yè)病的出現(xiàn)。如：肺癌、哮喘、濕疹、支氣管炎、皮膚過(guò)敏、呼吸道感染等等，重則紊亂中樞神經(jīng)，破壞消化系統(tǒng)，導(dǎo)致并發(fā)癥而衰竭死亡。 因此，設(shè)計(jì)了本焊煙凈化設(shè)備，本凈化設(shè)備由灰斗，濾筒，反吹系統(tǒng)，及風(fēng)機(jī)組成，含塵氣體進(jìn)入除塵器灰斗后，由于氣流斷面突然擴(kuò)大及氣流分布板作用，氣流中一部分粗大顆粒在動(dòng)和慣性力作用下沉降在灰斗；粒度細(xì)、密度小的塵粒進(jìn)入濾塵室后，通過(guò)布朗擴(kuò)散和篩濾等組合效應(yīng)，使粉塵沉積在濾料表面上，凈化后的氣體進(jìn)入凈氣室由排氣管經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。 隨著濾袋表面粉塵不斷增加，除塵器進(jìn)出口壓差也隨之上升。當(dāng)除塵器阻力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出清灰指令，清灰系統(tǒng)開(kāi)始工作。首先電磁閥接到信號(hào)后立即開(kāi)啟，使小膜片上部氣室的壓縮空氣被排放，由于小膜片兩端受力的改變，使被小膜片關(guān)閉的排氣通道開(kāi)啟，大膜片上部氣室的壓縮空氣由此通道排出，大膜片兩端受力改變，使大膜片動(dòng)作，將關(guān)閉的輸出口打開(kāi)，氣包內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)由輸出管和噴吹管噴入袋內(nèi)，實(shí)現(xiàn)清灰。當(dāng)控制信號(hào)停止后，電磁閥關(guān)閉，小膜片、大膜片相繼復(fù)位，噴吹停止。 本設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)制造成本低，移動(dòng)方便，適合大部分工廠需求。 參考文獻(xiàn) [1]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.3 [3]郭宏亮主編.機(jī)械原理[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.12 [4]林怡青，謝宋良，王文濤編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.1 [5]顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)Ⅰ[M]. 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